人教版高中生物学必修1第2章第一节细胞中的元素和化合物
教学设计
课题
细胞的能量“货币”ATP
单元
第5章
学科
生物
年级
高1
教材分析
第五章主要介绍有关能量如何输入细胞，能量以什么形式存在以及细胞如何利用这些能量。第1节介绍的是能量代谢所需的生物催化剂－酶，第2节（本节）介绍的是直接能源物质－ATP，第三节和第四节介绍ATP的来源－光合作用和呼吸作用。本节在本模块中具有承上启下的重要作用：学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能；并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用是分不开的。
本节的“问题探讨”选用了杜牧的唐诗《七夕》，然后引导学生思考萤火虫发光能量从何而来，教材这种的编排体现了激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育的编写意图。接着通过介绍ATP分子中具有高能磷酸键，达成学生能够简述ATP的化学组成和特点，写出出ATP的分子简式这两个教学目标。然后通过介绍ATP和ADP的相互转化，学生理解ATP与ADP相互转化在物质上可逆，在能量上不可逆。通过介绍ATP的利用方式，解释ATP在能量代谢中的作用。
教学目标与核心素养
生命观念：
1.通过ATP的结构式及其相关信息，理解 ATP的结构特点。
2.依据ATP与ADP相互转化示意图分析ATP与ADP相互转化的过程。
3.结合实例，理解ATP的利用。
科学思维：
1. 依据ATP与ADP相互转化示意图分析ATP与ADP相互转化的过程。
2. 结合实例，理解ATP的利用。
科学探究：
1.通过比较ATP水解与合成，理解ATP水解与合成不可逆。
2.通过ATP的结构式，理解高能磷酸键。
社会责任：
结合实例，理解ATP的利用。
重点
ATP的结构式、ATP与ADP相互转化的过程、ATP的利用
难点
ATP与ADP相互转化的过程
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
出示萤火虫图片和古诗，提出问题：
1.萤火虫发光的生物学意义是什么？
2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？
3.萤火虫发光的过程中有能量转化吗？
思考、回答问题
激发学生兴趣，
引入新课
讲授新课
知识点一： ATP是一种高能磷酸化合物
同学们认真阅读课本并做好勾画与批注。并回答问题。
1.中文名称：三磷酸腺苷
2.结构简式： A–P～P～P
A：腺苷 =腺嘌呤+核糖
P：磷酸基团（3个）
～：高能磷酸键（2个）
—：普通磷酸键（1个）
3.ATP的结构式：
高能磷酸键：两个相邻的磷酸基团都带负电荷，相互排斥使得这种化学键不稳定。在这种相互排斥作用下，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。
注意： ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。
归纳总结：
:腺苷；②：腺嘌呤；③：腺嘌呤脱氧核苷酸；
③：腺嘌呤脱氧核苷酸
知识点二： ATP与ADP可以相互转化
（1） ATP的水解
ATP ADP+Pi+能量
（2）ATP的合成
ADP+Pi+能量 ATP
能量来源：动物、人、真菌和大多数细菌的呼吸作用，绿色植物的光合作用和呼吸作用。
（3）
特点：含量少且相对稳定，转换迅速！处于动态平衡中，保证了稳定供能。
思考：ATP与ADP的相互转化是否可逆?
不可逆，ATP水解是在水解酶的作用下完成，ATP的合成是在合成酶的作用下完成。而且物质可逆，能量不可逆。
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性。
（4）ATP合成与ATP分解的比较：
反 应
ATP分解
ATP合成
反应类型
酶的类型
场 所
能量来源
能量去向
结论：
知识点三：ATP的利用
出示利用ATP的生命活动的图片，总结ATP中的能量的转化过程。
（1）ATP中的能量 机械能
渗透能
化学能
电 能
光 能
（2）ATP为主动运输供能过程
结合图片理解
1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。
2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。
3.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。
吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“货币”。
按要求阅读课本、思考、讨论
回答问题
思考、讨论
回答问题
思考、讨论回答问题
按要求阅读课本、思考、讨论
回答问题
培养学生思考和分析问题的能力，小组合作能力
培养学生阅读提取信息的能力和思考和分析问题的能力，小组合作能力
启发学生的思考，培养学生收集资料解决问题的能力
课堂练习
1、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是（ ）
A、太阳能 糖类 ATP
B、ATP 糖类 脂肪
C、ATP 脂肪 太阳能
D、ATP 葡萄糖 太阳能
2.对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（ ）
A、物质是可逆的，能量是不可逆的
B、物质和能量都是可逆 的
C、物质和能量都是不可逆的
D、物质是不可逆的，能量是可逆的
3.生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（ ）
A、葡萄糖 B、糖原 C、三磷酸腺苷 D、 脂肪
4.ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是（ ）?
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
限时独立自主完成
巩固新知，提升能力
课堂小结
梳理知识、理清思路，便于记忆
板书设计
第2节 细胞的能量“货币”ATP
1.ATP的结构
2.ATP与ADP的相互转化
3.ATP的利用 各种形式的能量
课件22张PPT。第5章 细胞的能量供应和利用人教新版2019年 必修1第2节 细胞的能量“货币”ATP新知导入银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。
天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。 3.萤火虫发光的过程中有能量转化吗？2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？1.萤火虫发光的生物学意义是什么？ 问题探讨新知讲解 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物2.结构简式：A–P～P～P ~~腺嘌呤核糖磷酸基团 （P）高能磷酸键腺苷(A)P：磷酸基团～： 高能磷酸键（3个）（2个）—：普通磷酸键（1个）A：腺苷=腺嘌呤+核糖新知讲解 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物3.ATP的结构式：高能磷酸键两个相邻的磷酸基团都带负电荷，相互排斥使得这种化学键不稳定。在这种相互排斥作用下，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。这一过程中1molATP水解释放的能量高达30.54kJ。新知讲解 知识点一ATP是一种高能磷酸化合物ATP≠能量，ATP是一种物质，不是能量，能量储存在ATP中。注意：归纳总结：A–P～P～P U G A G①②③④①:腺苷②：腺嘌呤③：腺嘌呤脱氧核苷酸③：腺嘌呤脱氧核苷酸新知讲解 知识点二ATP与ADP可以相互转化（1）ATP的水解酶 A-P~P+Pi+ADP为各项生命活动提供能量游离的磷酸A–P～P P～ ATP新知讲解 知识点二ATP与ADP可以相互转化（2）ATP的合成ADP+Pi+酶 ATP能量从哪里来呢？ADP转化成ATP时所需能量的主要来源动物、人、等绿色植物能 量呼
吸
作
用呼
吸
作
用光
合
作
用ADP +Pi+ATP 合成酶糖类、脂肪等有机物氧化分解新知讲解 知识点二ATP与ADP可以相互转化新知讲解 知识点二ATP与ADP可以相互转化动态平衡特点：含量少且相对稳定，转换迅速！处于动态平衡中，保证了稳定供能。新知讲解 知识点二ATP与ADP可以相互转化思考：ATP与ADP的相互转化是否可逆?不可逆，ATP水解是在水解酶的作用下完成，ATP的合成是在合成酶的作用下完成。而且物质可逆，能量不可逆。细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的统一性。ATP合成与ATP分解的比较：新知讲解 知识点二ATP与ADP可以相互转化酶酶水解反应合成反应水解酶合成酶活细胞所有部位线粒体、叶绿体、细胞质基质等高能磷酸键中的化学能有机物中的化学能、光能用于各项生命活动储存于高能磷酸键中结论 ：物质是可逆的，能量是不可逆的 新知讲解 知识点三ATP的利用用于主动运输用于生物放电用于生物发光用于大脑思考用于各种运动，如肌细胞收缩用于物质合成用于恒定体温ATP机械能（如肌细胞收缩）渗透能（如主动运输）电能（如电鳐放电、大脑思考）光能（如萤火虫发光）转
化
为化学能（如蛋白质合成）新知讲解 知识点三ATP的利用新知讲解 知识点三ATP的利用1.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2+与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。2.在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。3.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使的结合位点转向膜外侧，将Ca2+释放到膜外。ATP为主动运输供能过程新知讲解 知识点三ATP的利用活细胞内ATP与ADP的相互转化的同时伴随着能量的储存和释放糖类、脂肪等能源物质二氧化碳和水呼吸作用能量转移释放能量利用发光运输运动放电等ADP + PiATP(能量货币)光合作用放能反应吸能反应课堂练习D1、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是（ ）
A、太阳能 糖类 ATP
B、ATP 糖类 脂肪
C、ATP 脂肪 太阳能
D、ATP 葡萄糖 太阳能 课堂练习A2.对于反应式：ATP ADP+Pi+能量，以下提法正确的是（ ）
A、物质是可逆的，能量是不可逆的
B、物质和能量都是可逆 的
C、物质和能量都是不可逆的
D、物质是不可逆的，能量是可逆的3.生物体内既能储存能量，又能为生命活动直接提供能量的物质是（ ）
A、葡萄糖 B、糖原 C、三磷酸腺苷 D、 脂肪C课堂练习C4.ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是（ ）?
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP-ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解课堂总结谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
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